30十月20221第7章礦物加工藥劑_資源加工學22十月20221第7章礦物加工藥劑_資源加工學7.1低分子量有機藥劑7.1.1表面活性劑和異極性有機藥劑7.1.1.1表面活性劑三種情形：7.1低分子量有機藥劑7.1.1表面活性劑和異極性有（1）表面活性劑分子的結構特征第一個特征是其均由非極性的親油(疏水)基團和極性的親水(疏油)基團構成，形成既有親水性又有親油性的所謂“雙親結構”分子。第二個特征是其結構中親油基團與親水基團的強度必須匹配，既達到所謂的“相互平衡”。表面活性能使溶劑表面張力降低的性質表面活性劑表面活性物質具有表面活性的物質非表面活性物質少量物質即能明顯降低溶劑的表面張力，而且在某一濃度下表面張力曲線出現(xiàn)水平線（1）表面活性劑分子的結構特征第一個特征是其均由非極性的（2）表面活性劑分類根據(jù)其分子量的大小低分子量表面活性劑、中等分于量表面活性劑和高分子表面活性劑。根據(jù)極性基的解離屬性陰離子型、陽離子型、兩性型及非離子型浮選表面活性劑捕收劑起泡劑使目的礦物表面疏水，增加可浮性，使其易于向氣泡附著。促使泡沫形成，增加分選界面。浮選表面活性劑（2）表面活性劑分類根據(jù)其分子量的大小低分子量表面活性劑、第7章礦物加工藥劑_資源加工學課件(1)異極性浮選捕收劑結構特點：1）疏水基是2～6個碳原子的脂肪族烴基、脂環(huán)族烴基和芳香族烴基。2）親固基一般為黃原酸基—C(S)SH、二硫代磷酸基＞02P(S)SH，和二硫代氨基甲酸基＞C(S)SH。用途：主要作為硫化礦捕收劑。7.1.1.2異極性有機藥劑(1)異極性浮選捕收劑結構特點：1）疏水基是2～6個碳表7-3異極性浮選捕收劑和有機抑制劑的分類及典型實例簡表浮選藥劑類別典型實例捕收劑極性型陰離子型硫代化合物類黃藥類黑藥類硫氮類硫醇及其衍生物硫脲及其衍生物乙基黃藥、丁基黃藥25號黑藥、丁基銨黑藥乙硫氮、丁硫氮苯駢噻唑硫醇二苯硫脲非離子型硫代化合物的酯多硫代化合物硫氨脂（Z—200）雙黃藥非極性型烴油煤油、柴油抑制劑有機酸類一元有機酸巰基乙酸、羥基乙酸、氨基乙酸二元有機酸草酸多元有機酸檸檬酸其他類氨基乙醇、巰基乙醇表7-3異極性浮選捕收劑和有機抑制劑的分類及典型實例簡表浮選（2）有機抑制劑a．改變礦漿離子組成及去活作用。b．使礦物表面親水性增大。c.使吸附于礦物表面的捕收劑解吸或防止捕收劑吸附。有機抑制劑抑制礦物的途徑：有機抑制劑的結構特點：藥劑分子中在盡可能小比例的碳氫骨架上帶有數(shù)量較多(至少兩個)的極性基，并且極性基位于分子的兩端或遍布于整個分子中。有機抑制劑也是異極性有機物，一般是一個或多個-COOH或-OH或-SO3H或-PO(OH)3或-SH等強極性基通過1～3個碳原子的烴基連接起來的水溶性有機物，如巰基乙酸、羥基乙酸、氨基乙酸、檸檬酸、氨基乙醇等。（2）有機抑制劑a．改變礦漿離子組成及去活作用。b．使礦(3)萃取劑萃取劑分類①中性萃取劑②酸性萃取劑③堿性萃取劑④整合萃取劑如醉、醚、酮、酯、硫醚、亞砜和冠醚等如羧酸、磺酸和有機磷(肪)酸等。包括伯胺、仲胺、叔胺和季銨等含有兩個或兩個以上配位原子(或官能團)可與中央金屬離子形成整環(huán)的有機化合物。萃取劑的結構特點①分子中至少有一個反應活性基團。②烴基(碳氫鏈)必須具有相當?shù)奶荚跀?shù)。(3)萃取劑萃取劑分類①中性萃取劑②酸性萃取劑③堿萃取劑需滿足的要求①有較大的萃取容量；②選擇性好；③易于反萃；不易發(fā)生乳化，不生成第三相。④密度小、粘度低、表面張力較大(分相迅速)；沸點高、揮發(fā)性小、閃點高(使用安全)；在水中溶解度小(減少溶劑損失和環(huán)境保護的要求)。⑤化學穩(wěn)定性好、毒性小、耐酸。⑥容易制備，原料來源豐富、價格便宜。(3)萃取劑萃取劑需滿足的要求①有較大的萃取容量；②選擇性好；③易7.1.2表面活性劑的物理化學性能7.1.2.1HLB值HLB稱親水親油平衡值

HLB值越大，水溶性越好；反之，HLB值越小，則油溶性越好。

計算方法（1）基數(shù)加合法（2）比值法（3）脂肪酸類計算式7.1.2表面活性劑的物理化學性能7.1.2.1HLHLB推測浮選藥劑方面的用途①判斷浮選藥劑的用途氧化礦捕收劑1～4硫化礦捕收劑4～7起泡劑5～7抑制劑>10②估計藥劑分子中非極性基和極性極比例HBL應用中的不足之處①沒有考慮到油與水溶液本身性能

②沒有考慮表面活性劑濃度的影響；③沒有考慮到溫度以及各相體積的影響

HLB推測浮選藥劑方面的用途①判斷浮選藥劑的用途氧化礦捕收7.1.2.2PIT值相轉型溫度PIT親水親油平衡溫度在低溫下可以形成O／W型乳狀液的非離子表面活性劑隨溫度的升高，溶解度減少，HLB值下降，達某一溫度時乳狀液由原來的O／W型轉變成W／O型。7.1.2.2PIT值相轉型溫度PIT親水親油平衡溫度7.1.2.3表面張力表面活性劑濃度增大，液體表面張力降低。表面活性劑的烴鏈長度越長，表面活性越強，兩者之間關系合乎特勞貝規(guī)則。各種脂脂酸皂水溶液與表面張力的關系1—月桂酸（十二酸）鈉，2—豆蔻酸（十四酸）鈉，3—棕櫚酸（十六酸）鈉，4—硬脂酸（十八酸）鈉7.1.2.3表面張力表面活性劑濃度增大，液體表面張1）溫度升高，分子間吸引力減弱，表面張力下降。當溫度達到臨界溫度時，氣一液界面消失，表面張力不再存在。2)無機鹽的反離子濃度越高，反離子價數(shù)越高，反離子水化能力越小，極化性越強，降低表面張力的能力和效率也越大。無機鹽對非離子表面活性劑表面張力的影響不大，尤其是當濃度小于0.1mol.dm-3時對表面活性幾乎沒有影響。3)少量極性有機物可使表面活性劑水溶液的表面(界面)張力發(fā)生很大變化.7.1.2.3表面張力1）溫度升高，分子間吸引力減弱，表面張力下降。當溫度達到臨界7.1.2.4CMC值(1)膠團的形成及臨界膠團濃度CMC越小，形成膠團所需要的濃度越低，表面(界面)達到單分子層飽和吸附所需濃度也越低。7.1.2.4CMC值(1)膠團的形成及臨界膠團濃度圖7-8表面活性劑物理性質隨濃度變化圖圖7-8表面活性劑物理性質隨濃度變化圖(2)表面活性劑的結構與臨界膠團濃度的關系

①表面活性劑烴鏈長度的影響logCMC=A-Bn②烴鏈分支的影響在水溶液中，表面活性劑烴鏈的碳原子數(shù)(在8～16范圍內)增加通常會導致CMC下降。

具有相同碳原于數(shù)的支鏈表面活性劑的CMC比直接的大得多.③烴鏈中其它取代基的影響烴鏈中引入－Ｏ－、－ＯＨ等極性基團，會導致CMC的明顯增大。

(2)表面活性劑的結構與臨界膠團濃度的關系①表面活④親水基團的影響離子表面活性劑比同烴鏈的非離子表面活性劑的CMC值高;兩性表面活性劑與同烴鏈長的離子型表面活性劑的CMC值相近。極性基從末端位置移到越靠中間位置，CMC值越大。含多個親水基團的表面活性劑比同樣烴鏈長度下含單個親水基團的表面活性劑的CMC更大。而親水基的種類對CMC值影響不大。⑤離子型表面活性劑分子中反離子的作用離子型表面活性劑在水溶液中形成膠團時是非極性烴鏈向內相互聚集，帶電離子基團向外，反離子則將其包圍，因此，反離子起了束縛膠團作用。其束縛能力越強，越易形成膠團。CMC值越低。而反離子的束縛能力隨其極化能力及價數(shù)增加而增大，隨其水化半徑的增加而減少④親水基團的影響離子表面活性劑比同烴鏈的非離子表面活性劑7.1.2.5K.P值和C.P值（1）Krafft點----K.P值共同點：在溫度足夠低時，溶解度慢慢隨溫度升高而增大，當溫度達到某一定值后，溶解度會突然增大離子型表面活性劑Krafft點也可以認為是表面活性劑在溶液的溶解度等于它的CMC值時的溫度。由于Krafft點是描述形成膠團所需要的最低溫度，而表面活性劑許多重要作用都是通過膠團的形成來實現(xiàn)的。所以，只有溫度在Krafft點以上才有可能使離子型表面活性劑形成膠團，發(fā)揮其最佳效能，表面活性劑的Krafft點越低，越有利于實現(xiàn)這一目的。7.1.2.5K.P值和C.P值（1）Krafft點（2）濁點（C.P值）對于非離子表面活性劑，溫度升高，其溶解度下降。當溫度升到某一定值時（實際上是一個很窄的溫度范圍），溶液突然變濁，此時的溫度稱為濁點，即C.P.值當溫度升到某一定值時，溶液突然變濁，此時的溫度稱為濁點影響濁點的因素表面活性劑結構電解質極性有機物隨著非離子表面活性劑極性增加，即HLB值增大，濁點升高；如果具有相同極性基的同系物，則烴鏈較短者具有較高的濁點；通常多價正離子及H+、Ag+、Li+可使?jié)狳c升高，而Na+、K+、NH4+則使?jié)狳c降低。在負離子中，OH-、F-、Cl-、SO42-、PO43-降低濁點，而I-、SCN-則升高濁點。7.1.2.5K.P值和C.P值（2）濁點（C.P值）對于非離子表面活性劑，溫度升高，其溶7.1.3溶液中的酸堿平衡7.1.3.1解離平衡與溶液pH值（1）一元弱酸和弱堿性藥劑藥劑在溶劑中的溶解、水解或解離，一方面使介質pH值發(fā)生變化，另一方面影響藥劑的活性。研究藥劑在溶劑中的酸堿平衡，就是要在一定的條件控制藥劑在溶劑中的溶解、水解或解離，使藥劑的作用充分發(fā)揮，提高藥劑的使用效果。7.1.3溶液中的酸堿平衡7.1.3.1解離平衡與溶液p（2）多元弱酸型藥劑（2）多元弱酸型藥劑（2）多元弱酸型藥劑（2）多元弱酸型藥劑7.1.3.2解離平衡與浮選活性通過解離平衡分析，可以判斷浮選藥劑的有效組分。捕收劑的活性與溶液的酸堿性關系十分密切，其型體隨溶液pH值而異7.1.3.2解離平衡與浮選活性通過解離平衡分析，可以判7.1.3.3解離平衡與抑制活性Na2O.rSiO2——Na++SiO32-+(mSiO3.nSiO2)2m-+(nSiO2)+(Na2O.rSiO2）(mSiO3.nSiO2)2m-——mSiO32-+(nSiO2)H2SiO3——HSiO3-+H+HSiO3-——SiO32-+H+低分子量的有機抑制劑，如巰基乙酸、巰基乙醇等在溶液中發(fā)生解離后，和礦物表面發(fā)生作用，從而抑制了礦物的浮游活性。7.1.3.3解離平衡與抑制活性Na2O.rSiO2——7.1.4表面活性劑的表面物理化學性質7.1.4.1潤濕作用潤濕是指用水或水溶液將液體或固體表面上的空氣取代的現(xiàn)象。表面活性劑在潤濕過程中的作用（1）提高低能體表面的表面能。（2）降低水溶液的表面張力。評價潤濕劑的參數(shù)（1）潤濕效率，它是指在一定溫度、一定時間內能潤濕一定表面積所需表面活性劑最低濃度。（2）潤濕能力，它是指表面活性劑不管使用濃度如何，能使一指定體系潤濕所需要最少時間；（3）潤濕時間，它是指一定溫度下固定表面活性劑濃度對指定體系潤濕所需要的時間。7.1.4表面活性劑的表面物理化學性質7.1.4.17.1.4.2增溶作用

增溶作用是指在溶劑中完全不容或者微溶的物質(可以是固體、液體或者是氣體)，借助于添加表面活性劑而得到溶解，并成為熱力學上穩(wěn)定的、各向同性的均一溶液。增溶劑、增溶物、增溶量、增溶能力

7.1.4.2增溶作用增溶作用是指在溶劑中完全不容或者增溶作用與表面活性劑膠團形成（CMC)的關系7.1.4.2增溶作用

增溶作用與表面活性劑膠團形成（CMC)的關系7.1.4.增溶與溶解相同點：都是熱力學上穩(wěn)定的透明溶液，都是各向同性的特性不同點：增溶是膠團內部有著與液烴相同的狀態(tài)，難溶于水的有機物進入與它本性質相同的膠團核中，成為熱力學穩(wěn)定體系；溶解是以單分子分散于溶劑中，成為熱力學穩(wěn)定體系。增溶與水溶助長、增溶與乳化的區(qū)別7.1.4.2增溶作用

增溶與溶解相同點：都是熱力學上穩(wěn)定的透明溶液，都是各向同性增溶作用的模式①夾心型：增溶物進入膠團的內核。②欄柵型：增溶物的親水基在膠團表面，疏水基伸入膠團中心。③吸附型：增溶物吸附于膠團的表面。④增溶物在親水基團之間增溶7.1.4.2增溶作用

增溶作用的模式①夾心型：增溶物進入膠團的內核。7.1.乳化是指將一種液體以一定大小分散于另一種與它不相溶、不起化學反應的液體中形成相對穩(wěn)定的分散體系。前者稱為分散相，后者稱為分散介質或連續(xù)相。乳狀液分散相液滴的大小通常在0.2～50μm范圍。7.1.4.3乳化與破乳作用1、乳化現(xiàn)象乳化是指將一種液體以一定大小分散于另一種與它不相溶、不起化學乳狀液的分類

①按分散相與分散介質的性質：O／W型和W／O型②按照分散相的結構分類，有簡單型和復合型乳狀液。③按分散相的大小分類，可分為宏乳狀液和微乳狀液。宏乳狀液是不能自發(fā)形成，是熱力學不穩(wěn)定體系；而微乳狀液可自發(fā)形成，是熱力學穩(wěn)定體系水相——極性物質相，以W表示油相——不溶于水的非極性物質相以O表示7.1.4.3乳化與破乳作用1、乳化現(xiàn)象乳狀液的分類①按分散相與分散介質的性質：O／W型和W／乳狀液的破壞形式：①乳析是由于油相與水相密度不相同，在重力作用下油滴上浮而水滴下沉。②絮凝是指小液摘聚集成絮團，但各小液滴皆依然存在，液滴數(shù)目并不減少。③聚結是指絮團中的液蔭相互合并成大液滴。乳狀液的破壞：使分散相變成連續(xù)相，從而達到兩相分離7.1.4.3乳化與破乳作用1、乳化現(xiàn)象乳狀液的破壞形式：①乳析是由于油相與水相密度不相同，在重①、乳狀液的形成2、乳狀液的形成及表面活性劑對其穩(wěn)定性的影響乳狀液的形成是將其中的一液相分散成小液滴，隨之而來的兩個變化是：表面積迅速增大以及兩液相接觸界面從平面變成曲面，分散相變成半徑為γ的小液滴。伴隨這兩個變化產(chǎn)生兩種作用：能量作用和機械作用。形成過程是不自發(fā)的過程，所形成的乳狀液是熱力學不穩(wěn)定的體系。設兩液相界面張力為σ，乳狀液形成所導致界面積增加為ΔA，則在恒溫恒壓下相應體系增加表面自由能。如果各為1ml的兩液體，其界面張力，若把它分割成直徑2μm的小液滴，表面自由能增到3kJ·m-3，這就是形成該乳狀液所需最小能量。①、乳狀液的形成2、乳狀液的形成及表面活性劑對其穩(wěn)定性的影實際上，所需能量比它大300倍。這是因為在形成乳狀液時還需克服壓力梯度為2＊1010和速度梯度為2＊10－7所耗費的能量。壓力梯度的產(chǎn)生是由于形成半徑γ的小液滴時，在曲面兩側產(chǎn)生壓力差?P，因而產(chǎn)生壓力梯度為2E/R2；粘滯應力的產(chǎn)生是由于液體的粘度η以及存在著速度梯度g的緣故。當然，在形成乳狀液過程中耗費的能量部分以熱的形式消耗掉。所需要的能量通常以強烈攪拌實現(xiàn)。隨著乳狀液的形成，體系增加表面積為?A，增加表面自由能為?G①、乳狀液的形成2、乳狀液的形成及表面活性劑對其穩(wěn)定性的影響實際上，所需能量比它大300倍。這是因為在形成乳狀液時還②、表面活性劑的作用1）降低界面張力2）增強界面膜的物理性質3）產(chǎn)生靜電斥力位壘和空間阻礙位壘4）改變分散介質的粘度加入表面活性劑也可以達到破乳的目的。選用何種表面活性劑及采用何種方法要根據(jù)乳狀液的穩(wěn)定原因，目的是要達到破壞其穩(wěn)定因素。作為破乳劑的表面活性劑，要求它能強烈地吸附于油一水界面，將原來牢固的界面膜表面活性劑頂替或部分頂替下來，而新界面膜的強度和致密性都很差，從而達到破乳的目的。2、乳狀液的形成及表面活性劑對其穩(wěn)定性的影響②、表面活性劑的作用1）降低界面張力2）增強界面膜的7.1.4.4分散與聚沉作用潤濕固體顆粒。1、表面活性劑在分散過程中的作用

阻止已分散的固體顆粒重新聚結。起到這種作用的表面活性劑稱為潤濕劑。其作用是使固體表面接觸角降低直至為零，增加固體顆粒在分散介質中的分散性。表面活性劑吸附在固—液界面上，大大降低了表面自由能，減少了它們相互聚結的趨勢。另外，由于表面活性劑吸附，使固體表面吸附層增厚，形成空間位壘，阻礙顆粒相互靠攏。如果表面活性劑是離子型的話，則由于它的吸附還會使顆粒表面帶電，產(chǎn)生靜電斥力位壘，這也會阻礙顆粒的相互靠攏，從而起到阻止重新聚結作用。7.1.4.4分散與聚沉作用潤濕固體顆粒。1、表表面活性劑對VR值(靜電力)的影響改變分散顆粒的表面電位增加顆粒的有效半徑改變分散介質的離子強度及介電常數(shù)

表面活性劑對VA值(引力)的影響

表面活性劑產(chǎn)生的空間斥力位能

熵斥力位能彈性斥力位能滲透斥力位能

2、表面活性劑的穩(wěn)定作用表面活性劑對VR值(靜電力)的影響2、表面活性劑的穩(wěn)定作用3、表面活性劑的聚沉作用加入表面活性劑為離子型，且其所帶電荷與顆粒表面電荷相反，則因其吸附可以部分或全部中和顆粒表面電荷，使斥力位能下降甚至為零，因而發(fā)生聚沉如果固體表面是親水性的，則加入表面活性劑后其親水基會吸附在固體表面上，憎水烴鏈伸入水溶液中成定向排列。這樣使原來親水性固體表面變成憎水性表面，固—液界面張力增加，水與固體表面接觸角增大，結果會導致固體顆粒從水中聚沉或被排擠到氣—液界面處電聚沉機理表面改性機理3、表面活性劑的聚沉作用加入表面活性劑為離子型，且其所帶電荷一種是具有多個官能團的長鏈表面活性劑（通常是高分子表面活性劑）吸附在多個固體顆粒表面上，將它們連結在一起。另一種搭橋形式是吸附在顆粒表面上的表面活性劑相互作用成橋。它們之間相互作用包括相互吸引以及機械作用在烷基聚氧乙烯型非離子表面活性劑的CMC區(qū)吸附量迅速增大,遷移率迅速下降。這是由于在CMC區(qū)膠團形成，形成的膠團吸附在AgI表面上，使吸附層迅速增厚所致。搭橋機理吸附層機理3、表面活性劑的聚沉作用一種是具有多個官能團的長鏈表面活性劑（通常是高分子表面活性劑7.1.4.5洗滌作用洗滌作用是將固體(通常稱作基體)表面上的污垢(包括固體微粒及液體的油污)清除掉的過程。它包括機械作用及表面物理化學作用。洗滌通常包含有兩個過程：

①將污垢從基體上除去；②使污垢在洗滌掖(一般是水)中形成懸浮狀態(tài)從而阻止它再次在基體上沉積。

基體－污垢+洗滌劑=基體－洗滌劑+污垢－洗滌劑7.1.4.5洗滌作用洗滌作用是將固體(通常稱作基體)7.1.5表面活性劑的吸附在液體界面上的吸附固一液界面上吸附作用

7.1.5表面活性劑的吸附在液體界面上的吸附7.1.5.1在液體界面上的吸附1、表面活性劑在溶液表面的吸附等溫式①單一表面活性劑吸附

Gibbs吸附式非離子型表面活性劑；有過量無機鹽或離子強度恒定時的不水解的1-1型離子表面活性劑沒有無機鹽時，不水解的1-1型離子表面活性7.1.5.1在液體界面上的吸附1、表面活性劑在溶液表面求單一種表面活性劑的表面吸附量②同類型的表面活性劑混合物溶液的吸附對i種非離子表面活性劑混合溶液7.1.5.1在液體界面上的吸附1、表面活性劑在溶液表面的吸附等溫式求單一種表面活性劑的表面吸附量②同類型的表面活性劑混合對非離子型和離子型表面活性劑混合物溶液，且有過量無機鹽

③不同類型的表面活性劑混合物溶液的吸附若沒有無機鹽

7.1.5.1在液體界面上的吸附1、表面活性劑在溶液表面的吸附等溫式對非離子型和離子型表面活性劑混合物溶③不同類型的表面活對于陽離子表面活性劑和陰離子表面活性劑的混合溶液，在有無機鹽過量存在下7.1.5.1在液體界面上的吸附1、表面活性劑在溶液表面的吸附等溫式對于陽離子表面活性劑和陰離子表面活性劑7.1.52、表面活性劑的吸附能力

Γm值越大，則Am值越小，這時吸附層越緊密，即表面活性劑的吸附能力越強。7.1.5.1在液體界面上的吸附2、表面活性劑的吸附能力Γm值越大，則Am值越小，這時吸7.1.5.2在固體表面的吸附固體表面結構基團的性質--固體表面的帶電性，極性或非極性。作為吸附質的表面活性劑分子的結構--表面活性劑所屬類型、親油基烴鏈的長短、直鏈還是支鏈、脂肪族還是芳香族。水相的外界環(huán)境--溶液的pH、電解質含量、有機添加物（如短鏈的醇、尿素等）的含量以及溫度等。表面活性劑在固—液界面上吸附強度的因素影響

7.1.5.2在固體表面的吸附固體表面結構基團的性質1、吸附類型（1）離子交換吸附。吸附在固體表面上的反離子被同樣電性的表面活性劑離子取代。7.1.5.2在固體表面的吸附1、吸附類型（1）離子交換吸附。吸附在固體表面上的反離子被同（2）離子對吸附。溶液中表面活性劑離子吸附于具有相反電荷的但未被反離子所占據(jù)的固體表面位置上。1、吸附類型7.1.5.2在固體表面的吸附（2）離子對吸附。溶液中表面活性劑離子吸附于具有相反電荷的但（3）氫鍵吸附。表面活性劑離子與固體表面極性基團形成氫鍵而吸附。1、吸附類型7.1.5.2在固體表面的吸附（3）氫鍵吸附。表面活性劑離子與固體表面極性基團形成氫鍵而吸(4)π—電子極化吸附--含富電子芳香核的吸附質分子與固體吸附劑的強正電性位置發(fā)生強烈的吸引而導致吸附。

(5)色散力吸附--在表面活性劑和固體表面總存在著色散吸引力。(6)憎水鍵吸附--表面活性劑的親油基團相互吸引并有從水溶液逃逸的傾向，當這種傾向增大到一定程度，它就可以以聚集態(tài)吸附或者與已吸附在固體表面上的其它表面活性劑分子聯(lián)結而產(chǎn)生吸附。1、吸附類型7.1.5.2在固體表面的吸附(4)π—電子極化吸附--含富電子芳香核的吸附質分子與固體吸2、吸附等溫方程Langmuir吸附等溫方程

當溶液較稀時，吸附量增大得很快，到一定濃度后吸附量達到平衡，吸附等溫線上出現(xiàn)水平線7.1.5.2在固體表面的吸附2、吸附等溫方程Langmuir吸附等溫方程當溶液較稀時①吸附劑的表面是均勻的；②溶質與溶劑具有相同的分子表面積；③溶液的體相和表面都具有理想行為，即既無溶質與溶質，也無溶質與溶劑分子之間相互作用；④吸附是單分子層吸附，實際表面活性在固—液界面吸附中這些條件都無法實現(xiàn)，表面活性劑分子之間以及水分子之間肯定是有相互作用。Langmuir吸附等溫方程式的使用條件：2、吸附等溫方程7.1.5.2在固體表面的吸附①吸附劑的表面是均勻的；Langmuir吸附等溫方程式的使7.2大分子藥劑7.2.1大分子藥劑的在表面分選中的用途浮選中，大分子化合物主要用作絮凝劑、分散劑及抑制劑，如淀粉、聚丙烯酰胺等。由于大分子化合物的分子量很大，分子鏈較長，具有多個重復結構單元，單個分子大小一般在1nm～1μm之間，與膠體粒子大小相近，表現(xiàn)出一些膠體的性質，但又不完全同于膠體。因此，大分子浮選劑的特性與低分子量浮選劑的性質，有顯著不同。在浮選領域中，浮選劑可按藥劑的分子結構與用途及離子類型分類一般把分子量大于10,000的物質稱為大分子。7.2大分子藥劑7.2.1大分子藥劑的在表面分選7.2.2大分子藥劑的物理化學性質7.2.2.1分子量的表示7.2.2大分子藥劑的物理化學性質7.2.2.7.2.2.2大分子溶液的粘度大分子溶液粘度的表示方法：

（1）相對粘度（2）增比粘度（3）比濃粘度（4）特性粘度[η]大分子化合物在純溶劑中形成稀溶液后，溶液的粘度η總是比純溶劑的粘度η0大。7.2.2.2大分子溶液的粘度大分子溶液粘度的表示方隨分子量增大和溶液濃度的增加，粘度增大，對于分子量很大的聚丙烯酰胺，即使在低濃度下，也有較高的粘度。因此，實際使用時，大分子絮凝劑的濃度一般配制在0.05～０.2%之間。7.2.2.2大分子溶液的粘度隨分子量增大和溶液濃度的增加，粘度增大，對于分子量很大的7.2.2.3大分子藥劑溶解的特點①高聚物的溶解過程比小分子物質的溶解過程要緩慢得多。②柔性鏈高分子溶液的粘度比小分子純溶劑的粘度要大得多。③高分子溶液是處于熱力學平衡狀態(tài)的真溶液，因此是能用熱力學函數(shù)來描述的穩(wěn)定體系，而不是膠體溶液——多相非平衡體系。④高分子溶液的行為與理想溶液的行為相比有很大偏離，偏離的原因是高分子溶液的混合熵比小分子理想溶液的混合熵大很多。⑤高分子溶液的性質存在著分子量依賴性，而高聚物又具有分子量多分散性的特點，因此增加了高分子溶液性質研究的復雜性。7.2.2.3大分子藥劑溶解的特點①高聚物的7.2.3大分子藥劑在固體表面的吸附⑴吸附力

①氫鍵力吸附中含有-OH，-CONH2等官能團，可與固體表面的氧或吸附的氫形成氫鍵。

大分子藥劑分子中常含有-O-，-COOH，-CONH2等官能團，在固體表面的吸附同小分子一樣，可以通過氫鍵、靜電力、化學鍵合等發(fā)生吸附，從而對其絮凝、分散或抑制性能產(chǎn)生影響。7.2.3大分子藥劑在固體表面的吸附⑴吸附力①氫②靜電力吸附靜電力是一些離子型大分子藥劑作用的主要形式。當離子型絮凝劑離子符號與固體表面相反時，易發(fā)生吸附。離子型大分子藥劑在固體表面雙電層吸附后，常引起固體表面ζ-電位變號，陽離子聚合物使帶負電的乳膠粒子的ζ-電位從負變到正，并隨分子量的增大，所需用量降低。③化學吸附一些大分子藥劑含有化學活性較高的官能團，如水解聚丙烯酰胺含—COOH，帶羥肟基—C=NOH的聚丙烯酰胺，帶—CSSH—的纖維素黃原酸鹽等。這些大分子藥劑通過這些高化學活性基團與固體表面的化學鍵合，發(fā)生吸附。由于化學鍵力作用強，選擇性好。②靜電力吸附靜電力是一些離子型大分子藥劑作用的主要形式⑵吸附狀態(tài)大分子藥劑在吸附表面以非緊密定向排列。⑵吸附狀態(tài)大分子藥劑在吸附表面以非緊密定向排列。①大分子量有機抑制劑因分子較長大，支叉和彎曲程度較高，不但本身在物料表面形成親水層，而且能對已經(jīng)吸附于物料表面的捕收劑疏水膜發(fā)生掩蓋作用，不必使吸附的捕收劑解吸就能使礦物受到抑制。②大分子量有機抑制劑大多兼具絮凝作用，使礦粒發(fā)生絮凝而改變浮選性質，其機理主要為橋聯(lián)作用。7.2.4.1抑制①大分子量有機抑制劑因分子較長大，支叉和彎曲程度較高，不但本類型品種結構特點應用實例極性基烴架(非極性部分)淀粉類天然淀粉陽離子淀粉陰離子淀粉糊精(水解淀粉)—O—，—OH—N+(CH3)2，—O——COOH，—O——O—，—OHa—甙環(huán)單元a—甙環(huán)單元同上同上(分子量較小)玉米、木薯淀粉等，抑制赤鐵礦，輝鉬礦及脈石礦物等抑制硅酸鹽脈石礦物等抑制赤鐵礦及脈石礦物等與天然淀粉大致相同纖維素類羧甲基纖維素羥乙基纖維素磺酸基纖維素黃原酸基纖維素—COOH(Na),—O——OH，—O——SO3H(Na),—O——OCSSH(Na),—O—β—甙環(huán)單元同上同上同上抑制含Ca,Mg礦物及礦泥同上同上抑制硫化礦聚糖類天然植物膠各種改性植物膠—O—，—OH—O—，及其它基團各種甙環(huán)（多為甘露半乳聚糖）抑制含Ca,Mg礦物及礦泥同上木質素類天然木質素磺化木質素氯化木質素—OH,—SO3H(Na,Ca),—OH—Cl，—OH—C6H4—C3H6—同上同上抑制脈石礦物,稀有金屬礦分離等同上同上單寧類天然烤膠氧化烤膠硫化烤膠合成單寧—COOH，—OH同上，及其它基團同上—SO3H2，—Cl等—C6H4—等同上同上同上同上同上同上同上人工合成聚合物類聚丙烯酸聚丙烯酰胺—COOH—CONH2，—COOH—CH2—鏈同上主要作絮凝劑使用，也用作脈石抑制劑類型品種結構特點應用實例極性基烴架(非7.2.4.2絮凝⑴絮凝劑活性基團結構與性能基團結構決定了絮凝劑與礦物表面的作用方式、作用強度、選擇性。⑵絮凝劑分子量大小及長鏈結構與性能①分子量大小的影響

大分子量的有機絮凝劑，分子量愈大，分子鏈愈長，范氏力增大，同時所帶極性基總數(shù)目增多，在粒子表面的吸附能力愈強，絮凝效果也愈好。

分子量較小的有機聚合物，聚合物的分子量愈小，分散作用愈好。

7.2.4.2絮凝⑴絮凝劑活性基團結構與性能基團結第7章礦物加工藥劑_資源加工學課件第7章礦物加工藥劑_資源加工學課件②聚合物鏈彎曲性的影響

脂肪烴基長鏈，在鏈上的各極性基彼此間由于氫鍵或其他作用的互相聯(lián)合而使分子卷曲成團狀，降低藥劑的作用。②聚合物鏈彎曲性的影響脂肪烴基長鏈，在鏈上的各極7.2.4.3分散常見有機大分子分散劑1）單寧：活性基主要是酚上的羥基，此外也有羧酸基及磺酸基。2)木質素類:活性基為酚上的羥基，存在于木材、蘆葦?shù)忍烊恢参镏械母呔畚铮?jīng)過處理后可得磺化木質素，氯化木素等。它主要用于硅酸鹽礦物、稀土礦物等的分散。其機理同單寧。3）纖維素。恰當?shù)氖褂没瘜W分散劑能使顆粒懸浮體達到很好的分散狀態(tài)，完全避免互凝和礦泥罩蓋現(xiàn)象。7.2.4.3分散常見有機大分子分散劑1）單大分子有機分散劑的作用機理：

（1）增大靜電排斥勢能Uel。增大顆粒表面電位的絕對值以提高粒間靜電排斥作用。（2）增大空間排斥勢能Ust。通過高分子分散劑在顆粒表面形成的吸附層，產(chǎn)生并強化空間位阻效應，使顆粒間產(chǎn)生強位阻排斥力。（3）增大水化排斥勢能Usol。增強顆粒表面的親水性，以提高界面水的結構化，加大水化膜的強度及厚度，使顆粒間的溶劑（水）化排斥作用顯著提高。7.2.4.3分散極大地增強顆粒間的排斥作用能大分子有機分散劑的作用機理：（1）增大靜電排斥勢能Ue7.3無機鹽類藥劑7.3.1分類1）活化劑：如Pb(NO3)3、FeCl3等2）抑制劑：氟化物、硅酸鹽、及磷酸鹽3）分散劑：堿及水玻璃、六偏磷酸鈉。4）氧化還原劑：KMnO4、K2Cr2O7、Na2S、Na2SO3

5）凝聚劑：金屬陽離子，酸、堿。6）沉淀劑：Na2S，Na2CO3。7.3無機鹽類藥劑7.3.1分類1）活化劑：7.3.2溶液化學行為浮選劑分子式相應酸的pH濃度mol/l10-110-210-310-410-510-6Na3PO41012·3512.611.911.010.09.08.0Na2CO3109·5711.310.810.29.78.9Na2S1013·812.912.011.010.09.08.0Na2SiO31012·012.411.811.010.09.08.07.3.2溶液化學行為浮選劑分子式pH濃度mol/7.3.3無機鹽在固體表面的作用7.3.3.1離子吸附⑴金屬離子在氧化物/水界面的吸附

圖7-19Co(Ⅱ)（1.2×10-4mole/l）在SiO2上的吸附百分數(shù)及各組分濃度百分數(shù)的計算值與pH的關系7.3.3無機鹽在固體表面的作用7.3.3.1圖7-20金屬離子在SiO2上吸附的等溫線[Fe(Ⅲ)]=1.2×10-4mole·1-1[Cr(Ⅲ)]=2.0×10-4mole·1-1[Co(Ⅱ)]=1.2×10-4mole·1-1[Ca(Ⅱ)]=1.4×10-4mole·1-1吸附表面積75m2·1-17.3.3.1離子吸附圖7-20金屬離子在SiO2上吸附的等溫線7.3.當pH<pKa時，陰離子的吸附量隨pH增大，可認為是適合于吸附的陰離子的濃度增大的緣故；pH=pKa時，弱酸已有50%解離成陰離子，吸附量出現(xiàn)最大；pH>pKa后，弱酸幾乎全部解離成陰離子，與固體表面靜電斥力增加，吸附量降低。7.3.3.1離子吸附⑵無機陰離子與固體表面的靜電作用當pH<pKa時，陰離子的吸附量隨pH增大，可7.3.磷酸鹽在針鐵礦表面的吸附對于多元弱酸根陰離子，在吸附等溫線與pH的關系曲線上，一般在對應于各級解離常數(shù)的pH值上出現(xiàn)極大點或拐點，其原因可依照一元弱酸討論，如圖所示，在針鐵礦上的吸附量雖然隨pH值的增加而降低，但在pKa1，pKa2，及pKa3處均有拐點。對照磷酸鹽的組分濃度對數(shù)圖可知，當H3PO4解離成占優(yōu)勢后，吸附量急劇下降，可認為此時靜電斥力大大增加。7.3.3.1離子吸附⑵無機陰離子與固體表面的靜電作用磷酸鹽在針鐵礦表面的吸附對于多元弱酸根陰離子，在吸附等溫⑶特性吸附

圖7-22pH=6，電解質對剛玉ζ-電位的影響(a）1-NaCl，2-Na2SO4；(b）pH=6，十二烷基氯化銨浮選剛玉，硫酸鈉的活化作用⑷氫鍵作用無機陰離子與無機陽離子相比，難以發(fā)生水化，因而較易吸附在內赫姆荷茲面，發(fā)生特性吸附，特別是多價陰離子。由于無機酸根大多含有O、N、F、Cl等電負性較大的原子，而氧化礦表面又存在M-OH，所以，在表面羥基與這些原子間形成氫鍵是有可能的。7.3.3.1離子吸附⑶特性吸附圖7-22pH=6，電解質對剛玉ζ-電位的7.3.3.2化學反應1）硅酸鈉在礦物表面的吸附圖7-23硅酸鈉在螢石上的吸附量及對浮選回收率的影響與pH的關系7.3.3.2化學反應1）硅酸鈉在礦物表面的吸附圖7圖7-241.0×10-3mol/l-1硅酸溶液的濃度對數(shù)圖pH>10.5后，硅酸在螢石表面上吸附量的增加及對浮選的抑制作用，可歸于形成表面硅酸鈣沉淀。7.3.3.2化學反應1）硅酸鈉在礦物表面的吸附圖7-241.0×10-3mol/l-1硅酸溶液的濃度對數(shù)2）石灰在黃鐵礦表面的吸附黃鐵礦表面被氧化黃鐵礦表面受氧化后與堿作用

礦物表面上的Fe(OH)2薄膜可以再被空氣氧化

石灰抑制黃鐵礦的原因是在礦物表面生成Fe(OH)2和Fe(OH)3親水薄膜。

7.3.3.2化學反應2）石灰在黃鐵礦表面的吸附黃鐵礦表面被氧化黃鐵礦表面受7.3.3.3電化學反應Na2S在水溶液中發(fā)生下列反應7.3.3.3電化學反應Na2S在水溶液中發(fā)生下列反應7.3.3.3電化學反應7.3.3.3電化學反應7.3.3.3電化學反應7.3.3.3電化學反應圖7-25Na2S水溶液的Eh-pH圖[S]T=10-3mol/l7.3.3.3電化學反應圖7-25Na2S水溶液的Eh-pH圖7.3.3.3圖7-28Cu-S-H2O-O2-CO2體系中Eh-pH圖7.3.3.3電化學反應圖7-28Cu-S-H2O-O2-CO2體系中Eh-pH黃銅礦的天然可浮性與礦漿電位的關系黃銅礦的氧化反應產(chǎn)生元素硫和銅藍，因而可用圖7-26及7-27討論其天然可浮性。黃銅礦的天然可浮性與礦漿電位的關系黃銅礦的氧化反應產(chǎn)生思考題1.

什么是表面活性劑？2.

表面活性劑有何主要用途？浮選表面活性劑主要有哪些？3.

異極性浮選捕收劑的結構有何特點？主要有哪些類型？4.浮選捕收劑的親固基團的鍵合原子有哪些？其與礦物表面的吸附遵循什么原則？5.

有機抑制劑的抑制機理是什么？6.

萃取機理如何表述？試比較萃取劑與浮選捕收劑的結構。7.

什么是HLB值？它主要有何應用？8.

查表7-4計算十二烷激硫酸鈉C12H25SO4Na的HLB值，并估計其用途。思考題1.

什么是表面活性劑？30十月202289第7章礦物加工藥劑_資源加工學22十月20221第7章礦物加工藥劑_資源加工學7.1低分子量有機藥劑7.1.1表面活性劑和異極性有機藥劑7.1.1.1表面活性劑三種情形：7.1低分子量有機藥劑7.1.1表面活性劑和異極性有（1）表面活性劑分子的結構特征第一個特征是其均由非極性的親油(疏水)基團和極性的親水(疏油)基團構成，形成既有親水性又有親油性的所謂“雙親結構”分子。第二個特征是其結構中親油基團與親水基團的強度必須匹配，既達到所謂的“相互平衡”。表面活性能使溶劑表面張力降低的性質表面活性劑表面活性物質具有表面活性的物質非表面活性物質少量物質即能明顯降低溶劑的表面張力，而且在某一濃度下表面張力曲線出現(xiàn)水平線（1）表面活性劑分子的結構特征第一個特征是其均由非極性的（2）表面活性劑分類根據(jù)其分子量的大小低分子量表面活性劑、中等分于量表面活性劑和高分子表面活性劑。根據(jù)極性基的解離屬性陰離子型、陽離子型、兩性型及非離子型浮選表面活性劑捕收劑起泡劑使目的礦物表面疏水，增加可浮性，使其易于向氣泡附著。促使泡沫形成，增加分選界面。浮選表面活性劑（2）表面活性劑分類根據(jù)其分子量的大小低分子量表面活性劑、第7章礦物加工藥劑_資源加工學課件(1)異極性浮選捕收劑結構特點：1）疏水基是2～6個碳原子的脂肪族烴基、脂環(huán)族烴基和芳香族烴基。2）親固基一般為黃原酸基—C(S)SH、二硫代磷酸基＞02P(S)SH，和二硫代氨基甲酸基＞C(S)SH。用途：主要作為硫化礦捕收劑。7.1.1.2異極性有機藥劑(1)異極性浮選捕收劑結構特點：1）疏水基是2～6個碳表7-3異極性浮選捕收劑和有機抑制劑的分類及典型實例簡表浮選藥劑類別典型實例捕收劑極性型陰離子型硫代化合物類黃藥類黑藥類硫氮類硫醇及其衍生物硫脲及其衍生物乙基黃藥、丁基黃藥25號黑藥、丁基銨黑藥乙硫氮、丁硫氮苯駢噻唑硫醇二苯硫脲非離子型硫代化合物的酯多硫代化合物硫氨脂（Z—200）雙黃藥非極性型烴油煤油、柴油抑制劑有機酸類一元有機酸巰基乙酸、羥基乙酸、氨基乙酸二元有機酸草酸多元有機酸檸檬酸其他類氨基乙醇、巰基乙醇表7-3異極性浮選捕收劑和有機抑制劑的分類及典型實例簡表浮選（2）有機抑制劑a．改變礦漿離子組成及去活作用。b．使礦物表面親水性增大。c.使吸附于礦物表面的捕收劑解吸或防止捕收劑吸附。有機抑制劑抑制礦物的途徑：有機抑制劑的結構特點：藥劑分子中在盡可能小比例的碳氫骨架上帶有數(shù)量較多(至少兩個)的極性基，并且極性基位于分子的兩端或遍布于整個分子中。有機抑制劑也是異極性有機物，一般是一個或多個-COOH或-OH或-SO3H或-PO(OH)3或-SH等強極性基通過1～3個碳原子的烴基連接起來的水溶性有機物，如巰基乙酸、羥基乙酸、氨基乙酸、檸檬酸、氨基乙醇等。（2）有機抑制劑a．改變礦漿離子組成及去活作用。b．使礦(3)萃取劑萃取劑分類①中性萃取劑②酸性萃取劑③堿性萃取劑④整合萃取劑如醉、醚、酮、酯、硫醚、亞砜和冠醚等如羧酸、磺酸和有機磷(肪)酸等。包括伯胺、仲胺、叔胺和季銨等含有兩個或兩個以上配位原子(或官能團)可與中央金屬離子形成整環(huán)的有機化合物。萃取劑的結構特點①分子中至少有一個反應活性基團。②烴基(碳氫鏈)必須具有相當?shù)奶荚跀?shù)。(3)萃取劑萃取劑分類①中性萃取劑②酸性萃取劑③堿萃取劑需滿足的要求①有較大的萃取容量；②選擇性好；③易于反萃；不易發(fā)生乳化，不生成第三相。④密度小、粘度低、表面張力較大(分相迅速)；沸點高、揮發(fā)性小、閃點高(使用安全)；在水中溶解度小(減少溶劑損失和環(huán)境保護的要求)。⑤化學穩(wěn)定性好、毒性小、耐酸。⑥容易制備，原料來源豐富、價格便宜。(3)萃取劑萃取劑需滿足的要求①有較大的萃取容量；②選擇性好；③易7.1.2表面活性劑的物理化學性能7.1.2.1HLB值HLB稱親水親油平衡值

HLB值越大，水溶性越好；反之，HLB值越小，則油溶性越好。

計算方法（1）基數(shù)加合法（2）比值法（3）脂肪酸類計算式7.1.2表面活性劑的物理化學性能7.1.2.1HLHLB推測浮選藥劑方面的用途①判斷浮選藥劑的用途氧化礦捕收劑1～4硫化礦捕收劑4～7起泡劑5～7抑制劑>10②估計藥劑分子中非極性基和極性極比例HBL應用中的不足之處①沒有考慮到油與水溶液本身性能

②沒有考慮表面活性劑濃度的影響；③沒有考慮到溫度以及各相體積的影響

HLB推測浮選藥劑方面的用途①判斷浮選藥劑的用途氧化礦捕收7.1.2.2PIT值相轉型溫度PIT親水親油平衡溫度在低溫下可以形成O／W型乳狀液的非離子表面活性劑隨溫度的升高，溶解度減少，HLB值下降，達某一溫度時乳狀液由原來的O／W型轉變成W／O型。7.1.2.2PIT值相轉型溫度PIT親水親油平衡溫度7.1.2.3表面張力表面活性劑濃度增大，液體表面張力降低。表面活性劑的烴鏈長度越長，表面活性越強，兩者之間關系合乎特勞貝規(guī)則。各種脂脂酸皂水溶液與表面張力的關系1—月桂酸（十二酸）鈉，2—豆蔻酸（十四酸）鈉，3—棕櫚酸（十六酸）鈉，4—硬脂酸（十八酸）鈉7.1.2.3表面張力表面活性劑濃度增大，液體表面張1）溫度升高，分子間吸引力減弱，表面張力下降。當溫度達到臨界溫度時，氣一液界面消失，表面張力不再存在。2)無機鹽的反離子濃度越高，反離子價數(shù)越高，反離子水化能力越小，極化性越強，降低表面張力的能力和效率也越大。無機鹽對非離子表面活性劑表面張力的影響不大，尤其是當濃度小于0.1mol.dm-3時對表面活性幾乎沒有影響。3)少量極性有機物可使表面活性劑水溶液的表面(界面)張力發(fā)生很大變化.7.1.2.3表面張力1）溫度升高，分子間吸引力減弱，表面張力下降。當溫度達到臨界7.1.2.4CMC值(1)膠團的形成及臨界膠團濃度CMC越小，形成膠團所需要的濃度越低，表面(界面)達到單分子層飽和吸附所需濃度也越低。7.1.2.4CMC值(1)膠團的形成及臨界膠團濃度圖7-8表面活性劑物理性質隨濃度變化圖圖7-8表面活性劑物理性質隨濃度變化圖(2)表面活性劑的結構與臨界膠團濃度的關系

①表面活性劑烴鏈長度的影響logCMC=A-Bn②烴鏈分支的影響在水溶液中，表面活性劑烴鏈的碳原子數(shù)(在8～16范圍內)增加通常會導致CMC下降。

具有相同碳原于數(shù)的支鏈表面活性劑的CMC比直接的大得多.③烴鏈中其它取代基的影響烴鏈中引入－Ｏ－、－ＯＨ等極性基團，會導致CMC的明顯增大。

(2)表面活性劑的結構與臨界膠團濃度的關系①表面活④親水基團的影響離子表面活性劑比同烴鏈的非離子表面活性劑的CMC值高;兩性表面活性劑與同烴鏈長的離子型表面活性劑的CMC值相近。極性基從末端位置移到越靠中間位置，CMC值越大。含多個親水基團的表面活性劑比同樣烴鏈長度下含單個親水基團的表面活性劑的CMC更大。而親水基的種類對CMC值影響不大。⑤離子型表面活性劑分子中反離子的作用離子型表面活性劑在水溶液中形成膠團時是非極性烴鏈向內相互聚集，帶電離子基團向外，反離子則將其包圍，因此，反離子起了束縛膠團作用。其束縛能力越強，越易形成膠團。CMC值越低。而反離子的束縛能力隨其極化能力及價數(shù)增加而增大，隨其水化半徑的增加而減少④親水基團的影響離子表面活性劑比同烴鏈的非離子表面活性劑7.1.2.5K.P值和C.P值（1）Krafft點----K.P值共同點：在溫度足夠低時，溶解度慢慢隨溫度升高而增大，當溫度達到某一定值后，溶解度會突然增大離子型表面活性劑Krafft點也可以認為是表面活性劑在溶液的溶解度等于它的CMC值時的溫度。由于Krafft點是描述形成膠團所需要的最低溫度，而表面活性劑許多重要作用都是通過膠團的形成來實現(xiàn)的。所以，只有溫度在Krafft點以上才有可能使離子型表面活性劑形成膠團，發(fā)揮其最佳效能，表面活性劑的Krafft點越低，越有利于實現(xiàn)這一目的。7.1.2.5K.P值和C.P值（1）Krafft點（2）濁點（C.P值）對于非離子表面活性劑，溫度升高，其溶解度下降。當溫度升到某一定值時（實際上是一個很窄的溫度范圍），溶液突然變濁，此時的溫度稱為濁點，即C.P.值當溫度升到某一定值時，溶液突然變濁，此時的溫度稱為濁點影響濁點的因素表面活性劑結構電解質極性有機物隨著非離子表面活性劑極性增加，即HLB值增大，濁點升高；如果具有相同極性基的同系物，則烴鏈較短者具有較高的濁點；通常多價正離子及H+、Ag+、Li+可使?jié)狳c升高，而Na+、K+、NH4+則使?jié)狳c降低。在負離子中，OH-、F-、Cl-、SO42-、PO43-降低濁點，而I-、SCN-則升高濁點。7.1.2.5K.P值和C.P值（2）濁點（C.P值）對于非離子表面活性劑，溫度升高，其溶7.1.3溶液中的酸堿平衡7.1.3.1解離平衡與溶液pH值（1）一元弱酸和弱堿性藥劑藥劑在溶劑中的溶解、水解或解離，一方面使介質pH值發(fā)生變化，另一方面影響藥劑的活性。研究藥劑在溶劑中的酸堿平衡，就是要在一定的條件控制藥劑在溶劑中的溶解、水解或解離，使藥劑的作用充分發(fā)揮，提高藥劑的使用效果。7.1.3溶液中的酸堿平衡7.1.3.1解離平衡與溶液p（2）多元弱酸型藥劑（2）多元弱酸型藥劑（2）多元弱酸型藥劑（2）多元弱酸型藥劑7.1.3.2解離平衡與浮選活性通過解離平衡分析，可以判斷浮選藥劑的有效組分。捕收劑的活性與溶液的酸堿性關系十分密切，其型體隨溶液pH值而異7.1.3.2解離平衡與浮選活性通過解離平衡分析，可以判7.1.3.3解離平衡與抑制活性Na2O.rSiO2——Na++SiO32-+(mSiO3.nSiO2)2m-+(nSiO2)+(Na2O.rSiO2）(mSiO3.nSiO2)2m-——mSiO32-+(nSiO2)H2SiO3——HSiO3-+H+HSiO3-——SiO32-+H+低分子量的有機抑制劑，如巰基乙酸、巰基乙醇等在溶液中發(fā)生解離后，和礦物表面發(fā)生作用，從而抑制了礦物的浮游活性。7.1.3.3解離平衡與抑制活性Na2O.rSiO2——7.1.4表面活性劑的表面物理化學性質7.1.4.1潤濕作用潤濕是指用水或水溶液將液體或固體表面上的空氣取代的現(xiàn)象。表面活性劑在潤濕過程中的作用（1）提高低能體表面的表面能。（2）降低水溶液的表面張力。評價潤濕劑的參數(shù)（1）潤濕效率，它是指在一定溫度、一定時間內能潤濕一定表面積所需表面活性劑最低濃度。（2）潤濕能力，它是指表面活性劑不管使用濃度如何，能使一指定體系潤濕所需要最少時間；（3）潤濕時間，它是指一定溫度下固定表面活性劑濃度對指定體系潤濕所需要的時間。7.1.4表面活性劑的表面物理化學性質7.1.4.17.1.4.2增溶作用

增溶作用是指在溶劑中完全不容或者微溶的物質(可以是固體、液體或者是氣體)，借助于添加表面活性劑而得到溶解，并成為熱力學上穩(wěn)定的、各向同性的均一溶液。增溶劑、增溶物、增溶量、增溶能力

7.1.4.2增溶作用增溶作用是指在溶劑中完全不容或者增溶作用與表面活性劑膠團形成（CMC)的關系7.1.4.2增溶作用

增溶作用與表面活性劑膠團形成（CMC)的關系7.1.4.增溶與溶解相同點：都是熱力學上穩(wěn)定的透明溶液，都是各向同性的特性不同點：增溶是膠團內部有著與液烴相同的狀態(tài)，難溶于水的有機物進入與它本性質相同的膠團核中，成為熱力學穩(wěn)定體系；溶解是以單分子分散于溶劑中，成為熱力學穩(wěn)定體系。增溶與水溶助長、增溶與乳化的區(qū)別7.1.4.2增溶作用

增溶與溶解相同點：都是熱力學上穩(wěn)定的透明溶液，都是各向同性增溶作用的模式①夾心型：增溶物進入膠團的內核。②欄柵型：增溶物的親水基在膠團表面，疏水基伸入膠團中心。③吸附型：增溶物吸附于膠團的表面。④增溶物在親水基團之間增溶7.1.4.2增溶作用

增溶作用的模式①夾心型：增溶物進入膠團的內核。7.1.乳化是指將一種液體以一定大小分散于另一種與它不相溶、不起化學反應的液體中形成相對穩(wěn)定的分散體系。前者稱為分散相，后者稱為分散介質或連續(xù)相。乳狀液分散相液滴的大小通常在0.2～50μm范圍。7.1.4.3乳化與破乳作用1、乳化現(xiàn)象乳化是指將一種液體以一定大小分散于另一種與它不相溶、不起化學乳狀液的分類

①按分散相與分散介質的性質：O／W型和W／O型②按照分散相的結構分類，有簡單型和復合型乳狀液。③按分散相的大小分類，可分為宏乳狀液和微乳狀液。宏乳狀液是不能自發(fā)形成，是熱力學不穩(wěn)定體系；而微乳狀液可自發(fā)形成，是熱力學穩(wěn)定體系水相——極性物質相，以W表示油相——不溶于水的非極性物質相以O表示7.1.4.3乳化與破乳作用1、乳化現(xiàn)象乳狀液的分類①按分散相與分散介質的性質：O／W型和W／乳狀液的破壞形式：①乳析是由于油相與水相密度不相同，在重力作用下油滴上浮而水滴下沉。②絮凝是指小液摘聚集成絮團，但各小液滴皆依然存在，液滴數(shù)目并不減少。③聚結是指絮團中的液蔭相互合并成大液滴。乳狀液的破壞：使分散相變成連續(xù)相，從而達到兩相分離7.1.4.3乳化與破乳作用1、乳化現(xiàn)象乳狀液的破壞形式：①乳析是由于油相與水相密度不相同，在重①、乳狀液的形成2、乳狀液的形成及表面活性劑對其穩(wěn)定性的影響乳狀液的形成是將其中的一液相分散成小液滴，隨之而來的兩個變化是：表面積迅速增大以及兩液相接觸界面從平面變成曲面，分散相變成半徑為γ的小液滴。伴隨這兩個變化產(chǎn)生兩種作用：能量作用和機械作用。形成過程是不自發(fā)的過程，所形成的乳狀液是熱力學不穩(wěn)定的體系。設兩液相界面張力為σ，乳狀液形成所導致界面積增加為ΔA，則在恒溫恒壓下相應體系增加表面自由能。如果各為1ml的兩液體，其界面張力，若把它分割成直徑2μm的小液滴，表面自由能增到3kJ·m-3，這就是形成該乳狀液所需最小能量。①、乳狀液的形成2、乳狀液的形成及表面活性劑對其穩(wěn)定性的影實際上，所需能量比它大300倍。這是因為在形成乳狀液時還需克服壓力梯度為2＊1010和速度梯度為2＊10－7所耗費的能量。壓力梯度的產(chǎn)生是由于形成半徑γ的小液滴時，在曲面兩側產(chǎn)生壓力差?P，因而產(chǎn)生壓力梯度為2E/R2；粘滯應力的產(chǎn)生是由于液體的粘度η以及存在著速度梯度g的緣故。當然，在形成乳狀液過程中耗費的能量部分以熱的形式消耗掉。所需要的能量通常以強烈攪拌實現(xiàn)。隨著乳狀液的形成，體系增加表面積為?A，增加表面自由能為?G①、乳狀液的形成2、乳狀液的形成及表面活性劑對其穩(wěn)定性的影響實際上，所需能量比它大300倍。這是因為在形成乳狀液時還②、表面活性劑的作用1）降低界面張力2）增強界面膜的物理性質3）產(chǎn)生靜電斥力位壘和空間阻礙位壘4）改變分散介質的粘度加入表面活性劑也可以達到破乳的目的。選用何種表面活性劑及采用何種方法要根據(jù)乳狀液的穩(wěn)定原因，目的是要達到破壞其穩(wěn)定因素。作為破乳劑的表面活性劑，要求它能強烈地吸附于油一水界面，將原來牢固的界面膜表面活性劑頂替或部分頂替下來，而新界面膜的強度和致密性都很差，從而達到破乳的目的。2、乳狀液的形成及表面活性劑對其穩(wěn)定性的影響②、表面活性劑的作用1）降低界面張力2）增強界面膜的7.1.4.4分散與聚沉作用潤濕固體顆粒。1、表面活性劑在分散過程中的作用

阻止已分散的固體顆粒重新聚結。起到這種作用的表面活性劑稱為潤濕劑。其作用是使固體表面接觸角降低直至為零，增加固體顆粒在分散介質中的分散性。表面活性劑吸附在固—液界面上，大大降低了表面自由能，減少了它們相互聚結的趨勢。另外，由于表面活性劑吸附，使固體表面吸附層增厚，形成空間位壘，阻礙顆粒相互靠攏。如果表面活性劑是離子型的話，則由于它的吸附還會使顆粒表面帶電，產(chǎn)生靜電斥力位壘，這也會阻礙顆粒的相互靠攏，從而起到阻止重新聚結作用。7.1.4.4分散與聚沉作用潤濕固體顆粒。1、表表面活性劑對VR值(靜電力)的影響改變分散顆粒的表面電位增加顆粒的有效半徑改變分散介質的離子強度及介電常數(shù)

表面活性劑對VA值(引力)的影響

表面活性劑產(chǎn)生的空間斥力位能

熵斥力位能彈性斥力位能滲透斥力位能

2、表面活性劑的穩(wěn)定作用表面活性劑對VR值(靜電力)的影響2、表面活性劑的穩(wěn)定作用3、表面活性劑的聚沉作用加入表面活性劑為離子型，且其所帶電荷與顆粒表面電荷相反，則因其吸附可以部分或全部中和顆粒表面電荷，使斥力位能下降甚至為零，因而發(fā)生聚沉如果固體表面是親水性的，則加入表面活性劑后其親水基會吸附在固體表面上，憎水烴鏈伸入水溶液中成定向排列。這樣使原來親水性固體表面變成憎水性表面，固—液界面張力增加，水與固體表面接觸角增大，結果會導致固體顆粒從水中聚沉或被排擠到氣—液界面處電聚沉機理表面改性機理3、表面活性劑的聚沉作用加入表面活性劑為離子型，且其所帶電荷一種是具有多個官能團的長鏈表面活性劑（通常是高分子表面活性劑）吸附在多個固體顆粒表面上，將它們連結在一起。另一種搭橋形式是吸附在顆粒表面上的表面活性劑相互作用成橋。它們之間相互作用包括相互吸引以及機械作用在烷基聚氧乙烯型非離子表面活性劑的CMC區(qū)吸附量迅速增大,遷移率迅速下降。這是由于在CMC區(qū)膠團形成，形成的膠團吸附在AgI表面上，使吸附層迅速增厚所致。搭橋機理吸附層機理3、表面活性劑的聚沉作用一種是具有多個官能團的長鏈表面活性劑（通常是高分子表面活性劑7.1.4.5洗滌作用洗滌作用是將固體(通常稱作基體)表面上的污垢(包括固體微粒及液體的油污)清除掉的過程。它包括機械作用及表面物理化學作用。洗滌通常包含有兩個過程：

①將污垢從基體上除去；②使污垢在洗滌掖(一般是水)中形成懸浮狀態(tài)從而阻止它再次在基體上沉積。

基體－污垢+洗滌劑=基體－洗滌劑+污垢－洗滌劑7.1.4.5洗滌作用洗滌作用是將固體(通常稱作基體)7.1.5表面活性劑的吸附在液體界面上的吸附固一液界面上吸附作用

7.1.5表面活性劑的吸附在液體界面上的吸附7.1.5.1在液體界面上的吸附1、表面活性劑在溶液表面的吸附等溫式①單一表面活性劑吸附

Gibbs吸附式非離子型表面活性劑；有過量無機鹽或離子強度恒定時的不水解的1-1型離子表面活性劑沒有無機鹽時，不水解的1-1型離子表面活性7.1.5.1在液體界面上的吸附1、表面活性劑在溶液表面求單一種表面活性劑的表面吸附量②同類型的表面活性劑混合物溶液的吸附對i種非離子表面活性劑混合溶液7.1.5.1在液體界面上的吸附1、表面活性劑在溶液表面的吸附等溫式求單一種表面活性劑的表面吸附量②同類型的表面活性劑混合對非離子型和離子型表面活性劑混合物溶液，且有過量無機鹽

③不同類型的表面活性劑混合物溶液的吸附若沒有無機鹽

7.1.5.1在液體界面上的吸附1、表面活性劑在溶液表面的吸附等溫式對非離子型和離子型表面活性劑混合物溶③不同類型的表面活對于陽離子表面活性劑和陰離子表面活性劑的混合溶液，在有無機鹽過量存在下7.1.5.1在液體界面上的吸附1、表面活性劑在溶液表面的吸附等溫式對于陽離子表面活性劑和陰離子表面活性劑7.1.52、表面活性劑的吸附能力

Γm值越大，則Am值越小，這時吸附層越緊密，即表面活性劑的吸附能力越強。7.1.5.1在液體界面上的吸附2、表面活性劑的吸附能力Γm值越大，則Am值越小，這時吸7.1.5.2在固體表面的吸附固體表面結構基團的性質--固體表面的帶電性，極性或非極性。作為吸附質的表面活性劑分子的結構--表面活性劑所屬類型、親油基烴鏈的長短、直鏈還是支鏈、脂肪族還是芳香族。水相的外界環(huán)境--溶液的pH、電解質含量、有機添加物（如短鏈的醇、尿素等）的含量以及溫度等。表面活性劑在固—液界面上吸附強度的因素影響

7.1.5.2在固體表面的吸附固體表面結構基團的性質1、吸附類型（1）離子交換吸附。吸附在固體表面上的反離子被同樣電性的表面活性劑離子取代。7.1.5.2在固體表面的吸附1、吸附類型（1）離子交換吸附。吸附在固體表面上的反離子被同（2）離子對吸附。溶液中表面活性劑離子吸附于具有相反電荷的但未被反離子所占據(jù)的固體表面位置上。1、吸附類型7.1.5.2在固體表面的吸附（2）離子對吸附。溶液中表面活性劑離子吸附于具有相反電荷的但（3）氫鍵吸附。表面活性劑離子與固體表面極性基團形成氫鍵而吸附。1、吸附類型7.1.5.2在固體表面的吸附（3）氫鍵吸附。表面活性劑離子與固體表面極性基團形成氫鍵而吸(4)π—電子極化吸附--含富電子芳香核的吸附質分子與固體吸附劑的強正電性位置發(fā)生強烈的吸引而導致吸附。

(5)色散力吸附--在表面活性劑和固體表面總存在著色散吸引力。(6)憎水鍵吸附--表面活性劑的親油基團相互吸引并有從水溶液逃逸的傾向，當這種傾向增大到一定程度，它就可以以聚集態(tài)吸附或者與已吸附在固體表面上的其它表面活性劑分子聯(lián)結而產(chǎn)生吸附。1、吸附類型7.1.5.2在固體表面的吸附(4)π—電子極化吸附--含富電子芳香核的吸附質分子與固體吸2、吸附等溫方程Langmuir吸附等溫方程

當溶液較稀時，吸附量增大得很快，到一定濃度后吸附量達到平衡，吸附等溫線上出現(xiàn)水平線7.1.5.2在固體表面的吸附2、吸附等溫方程Langmuir吸附等溫方程當溶液較稀時①吸附劑的表面是均勻的；②溶質與溶劑具有相同的分子表面積；③溶液的體相和表面都具有理想行為，即既無溶質與溶質，也無溶質與溶劑分子之間相互作用；④吸附是單分子層吸附，實際表面活性在固—液界面吸附中這些條件都無法實現(xiàn)，表面活性劑分子之間以及水分子之間肯定是有相互作用。Langmuir吸附等溫方程式的使用條件：2、吸附等溫方程7.1.5.2在固體表面的吸附①吸附劑的表面是均勻的；Langmuir吸附等溫方程式的使7.2大分子藥劑7.2.1大分子藥劑的在表面分選中的用途浮選中，大分子化合物主要用作絮凝劑、分散劑及抑制劑，如淀粉、聚丙烯酰胺等。由于大分子化合物的分子量很大，分子鏈較長，具有多個重復結構單元，單個分子大小一般在1nm～1μm之間，與膠體粒子大小相近，表現(xiàn)出一些膠體的性質，但又不完全同于膠體。因此，大分子浮選劑的特性與低分子量浮選劑的性質，有顯著不同。在浮選領域中，浮選劑可按藥劑的分子結構與用途及離子類型分類一般把分子量大于10,000的物質稱為大分子。7.2大分子藥劑7.2.1大分子藥劑的在表面分選7.2.2大分子藥劑的物理化學性質7.2.2.1分子量的表示7.2.2大分子藥劑的物理化學性質7.2.2.7.2.2.2大分子溶液的粘度大分子溶液粘度的表示方法：

（1）相對粘度（2）增比粘度（3）比濃粘度（4）特性粘度[η]大分子化合物在純溶劑中形成稀溶液后，溶液的粘度η總是比純溶劑的粘度η0大。7.2.2.2大分子溶液的粘度大分子溶液粘度的表示方隨分子量增大和溶液濃度的增加，粘度增大，對于分子量很大的聚丙烯酰胺，即使在低濃度下，也有較高的粘度。因此，實際使用時，大分子絮凝劑的濃度一般配制在0.05～０.2%之間。7.2.2.2大分子溶液的粘度隨分子量增大和溶液濃度的增加，粘度增大，對于分子量很大的7.2.2.3大分子藥劑溶解的特點①高聚物的溶解過程比小分子物質的溶解過程要緩慢得多。②柔性鏈高分子溶液的粘度比小分子純溶劑的粘度要大得多。③高分子溶液是處于熱力學平衡狀態(tài)的真溶液，因此是能用熱力學函數(shù)來描述的穩(wěn)定體系，而不是膠體溶液——多相非平衡體系。④高分子溶液的行為與理想溶液的行為相比有很大偏離，偏離的原因是高分子溶液的混合熵比小分子理想溶液的混合熵大很多。⑤